Горное давление в вертикальных выработках

Давление горных пород на крепь вертикальной выработки проф. М. М. Протодьяконов рекомендует рассматривать аналогично давле­нию сыпучих пород на вертикальную подпорную стенку. Исходя

из этого, на стенку вертикальной выработки оказывают давление Породы но моему периметру ствола, которые стремятся сползти под углом к горизонту, где φ — угол внутреннего трения пород. Величина горного давления определяется по формуле

где γ — объемный вес пород, тс/м³;

Н— глубина ствола, м.

Недостаток гипотезы проф. М. М. Протодьяконова заключается и том, что она применима к однородным породам с коэффициентом крепости f не более 4—6 (tgφ=0.7÷0.8).

При пересечении вертикальной выработкой различных по своим фииико-механическим свойствам пород на величину давления оказывают влияние не только глубина, но и, свойства горных пород, чего не учитывает гипотеза проф. М. М. Протодьяконова.

Согласно гипотезе проф. П. М. Цимбаревича, величина горного давления на крепь вертикальной выработки в большей степени пависит не от глубины, а от физико-механических свойств пород пересекаемых слоев. В каждом из них образуется своя призма сиолзания, нагруженная сверху весом вышележащих пород. При атом величину давления необходимо вычислять как в кровле, так и в почве каждого пласта.

На основании этой теории горное давление у кровли n-го пласта

У почвы n -го пласта

(16)

где γ₁, γ₂, . ., γ_n-1-объемный вес пород, пересекаемых ство­лом шахты пластов,тс/м³;

γ_n— объемный вес породы самого нижнего пла­ста, для которого

определяется давление, тс/м³;

h_n - вертикальная высота пласта, для которого подсчитывается давление, м;

h_1, h_2, . . . . h_n-1 - высота пластов породы, м;

А₁, А₂, … А_n-1 - коэффициенты горизонтального распора пород каждого пласта.

Недостатком гипотезы П. М. Цимбаревича является условность
распространения на твердые горные породы теории давления грунтов ни подпорную стенку.

Существует ряд других гипотез по теории горного давления на крепь вертикальных стволов, основанных на теории упругости и пластичности пород, в которых рассматривается совместная работа крепи и горных пород. Это гипотезы академика Г. Н. Савина, докт. техн. наук К. В. Руппенейта, проф. Белаенко и других. Они имеют

весьма сложные решения, поэтому в данной работе не рассматри­ваются.